ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КРАН-МАНИПУЛЯТОР Российский патент 2002 года по МПК B66C23/04 B66C23/64 

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, конкретно к механизации погрузочно-разгрузочных работ на лесозаготовках.

Известен стреловой подъемный механизм, содержащий самоходное шасси с поворотной колонной, стрелу с захватным устройством и силовой цилиндр (а.с. СССР 1684245, кл. В 66 С 23/68, публ. 1991 г.). Данное устройство предназначено для самопогрузки ящиков с плодоовощной продукцией на буксируемый прицеп.

Известен кран-манипулятор, содержащий колонну, несущую шарнирно-сочлененную стрелу с захватом, гидроцилиндры и блоки с запасованными тросами, концы которых закреплены на штоках гидроцилиндров (а.с. СССР 502832, кл.В 66 С 23/06, публ. 15.02.76). Указанное устройство, предназначенное для обслуживания заводских станков, непригодно для применения на лесозаготовках.

Наиболее близким по назначению и технической сути к предлагаемому изобретению является предназначенный для погрузки бревен гидравлический кран-манипулятор, содержащий самоходное шасси с поворотной колонной, на которой установлены шарнирно-сочлененная стрела и привод в виде силовых цилиндров, штоки которых соединены с рычагами, связанными с телескопической секцией на конце стрелы (а. с. СССР 544606, кл. В 66 С 23/04, публ. 30.01.77 - прототип).

К недостаткам прототипа следует отнести то, что его конструкция, в которой уменьшение вылета стрелы с грузом происходит за счет втягивания телескопической секции, не обеспечивает прямолинейно-поступательного перемещения груза в процессе погрузки бревен на лесовоз. При движении груза по криволинейной траектории возникают значительные изгибающие нагрузки на стрелу и ее опорную колонну, которые могут привести к аварии и разрушению крана.

Технической задачей является повышение безопасности путем обеспечения прямолинейного перемещения груза при изменении вылета стрелы крана.

Технический результат достигается тем, что в смонтированном на самоходном шасси гидравлическом кране-манипуляторе, содержащем оборудованную гидроцилиндром опорно-поворотную колонну, на которой установлена шарнирно-сочлененная стрела, имеющая корневую секцию и снабженную захватным органом телескопическую секцию, связанную со штоком закрепленного на корневой секции второго гидроцилиндра, при этом кран имеет гибкий элемент, запасованный в блок, установленный на оси, соединяющей корневую секцию с опорно-поворотной колонной, связанный с корневой секцией конец телескопической секций имеет наплыв с цилиндрической поверхностью, охватываемой гибким элементом, у которого один конец связан со штоком первого гидроцилиндра, а другой конец закреплен на телескопической секции, причем радиус цилиндрической поверхности относится к радиусу блока как 1/2.

Достигаемый технический результат состоит в том, что при отношении радиуса цилиндрической поверхности к радиусу блока как 1/2 захватный орган крана перемещается по прямой линии при любом изменении вылета стрелы. При этом изгибающие динамические нагрузки на стрелу сведены к минимуму (действуют только в начале движения груза и при останове, т.е. при минимальных скоростях).

Конструкция конкретного устройства крана-манипулятора поясняется чертежом, на котором показан общий вид крана.

Гидравлический кран-манипулятор содержит опорно-поворотную колонну 1, на которой закреплен гидроцилиндр 2. Грузовая стрела крана состоит из корневой секции 3 и телескопической секции 4, которые связаны между собой шарниром 5 и гидроцилиндром 6. Секция 3 закреплена на колонне 1 при помощи шарнира 7. Секция 4 содержит подвижную часть 8, на конце которой имеется грузозахватное устройство 9. На неподвижной части 4 выполнен наплыв, имеющий цилиндрическую поверхность 10, ось которой совпадает с осью шарнира 5.

Блочная система содержит блок 11, установленный соосно с шарниром 7, и гибкий элемент в виде цепи 12. Нижний конец цепи 12 связан со штоком гидроцилиндра 2, верхний конец закреплен на секции 4, причем цепь охватывает цилиндрическую поверхность 10. Радиус цилиндрической поверхности 10 относится к радиусу блока 11 как 1/2.

На кране работают в следующем порядке. Манипулятор с колонной 1 поворачивают в сторону груза с помощью поворотного устройства на шасси (условно не показано). Для манипулирования грузозахватным устройством 9 подают рабочую жидкость под давлением в поршневую полость гидроцилиндра 6, при этом шток гидроцилиндра выдвигается и поворачивает телескопическую секцию 4 относительно корневой секции 3, увеличивая вылет грузовой стрелы. Как показывают расчеты, если радиус цилиндрической поверхности 10 относится к радиусу блока 11 как 1/2, а длина секции 3 равна длине секции 4 (например, при полностью втянутой подвижной части 8, как показано на чертеже), то узел подвеса устройства 9 перемешается по прямой линии 13. При другом соотношении длин секций 3 и 4, т. е. при выдвинутой вперед подвижной части 8, грузозахватное устройство 9 перемещается параллельно линии 13 по траектории, близкой к прямой.

При достижении нужного вылета стрелы прекращают подачу жидкости в цилиндр 6, и устройство 9 зависает непосредственно над грузом, конкретно над пакетом бревен. Для опускания устройства 9 подают жидкость в поршневую полость цилиндра 2. При этом шток цилиндра 2 выдвигается, а секции 3 и 4, связанные цилиндром 6, поворачиваются вокруг шарнира 7 (против часовой стрелки по чертежу) как одно целое. Устройство 9 опускается и захватывает груз.

Для подъема груза подают жидкость в штоковую полость цилиндра 2. Шток втягивается, цепь 12 натягивается и через блок 11 поворачивает стрелу (т.е. секции 3, 4) по часовой стрелке, при этом устройство 9 с грузом поднимается вверх. Для укладки груза на транспортную платформу подают жидкость в штоковую полость цилиндра 6. Шток цилиндра 6 втягивается, секция 4 складывается относительно секции 3, вылет стрелы уменьшается, и устройство 9 с грузом перемещается по траектории 13. Таким образом, управляя подачей рабочей жидкости в цилиндры 2, 6 обеспечивают перемещение груза по прямой траектории, совпадающей с линией 13 или параллельной ей.

Предлагаемая конструкция крана-манипулятора имеет следующие преимущества в сравнении с известными аналогами:
- грузозахватное устройство перемещается по прямой линии во всем диапазоне изменения вылета стрелы;
- в связи со значительным снижением изгибающих нагрузок опорно-поворотная колонна и корневая часть имеет меньший вес;
- манипулятор с данной кинематической схемой значительно проще в управлении при выборе оптимальной траектории перемещения груза.

В соответствии с описанной выше схемой на предприятии ОАО НПП "Старт" (г. Екатеринбург) изготовлен опытный образец гидравлического крана-манипулятора, который установлен на автомобиле-лесовозе. Проведены испытания крана, показавшие хороший результат.

Изложенное выше позволяет сделать вывод, что данное техническое решение отвечает критериям новизны, неочевидности и промышленной применимости, в связи с чем предлагается к правовой защите патентом на изобретение.

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, в частности к механизации погрузочно-разгрузочных работ на лесозаготовках. Гидравлический кран-манипулятор, установленный на самоходном шасси, содержит оборудованную первым гидроцилиндром опорно-поворотную колонну, на которой установлена шарнирно сочлененная стрела. Данная стрела имеет корневую секцию и снабженную захватным органом телескопическую секцию, которые связаны между собой шарниром и вторым гидроцилиндром. При этом телескопическая секция связана со штоком первого гидроцилиндра гибким элементом, который охватывает цилиндрическую поверхность наплыва и запасован в блок. Радиус цилиндрической поверхности относится к радиусу блока как 1/2. Технический результат состоит в том, что при отношении радиуса цилиндрической поверхности к радиусу блока как 1/2 захватный орган крана перемещается по прямолинейной линии при любом изменении вылета стрелы. При этом изгибающие динамические нагрузки на стрелу сведены к минимуму (действуют только в начале движения груза и при останове, т.е. при минимальных скоростях). 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидравлический кран-манипулятор, установленный на самоходном шасси, содержащий оборудованную первым гидроцилиндром опорно-поворотную колонну, на которой установлена шарнирно сочлененная стрела, имеющая корневую секцию и снабженную захватным органом телескопическую секцию, связанную со штоком установленного на корневой секции второго гидроцилиндра, при этом кран оборудован гибким элементом, запасованным в блок, установленный на оси, связывающей корневую секцию и опорно-поворотную колонну, отличающийся тем, что связанный с корневой секцией конец телескопической секции имеет наплыв с цилиндрической поверхностью, которую охватывает гибкий элемент, один конец которого связан со штоком первого гидроцилиндра, а второй конец закреплен на телескопической секции, причем радиус цилиндрической поверхности относится к радиусу блока как 1/2. 2. Гидравлический кран-манипулятор по п. 1, отличающийся тем, что гибкий элемент выполнен в виде цепи.